På toppen af et fladt bjerg i Chiles Atacama-ørken kan et af verdens største teleskoper muligvis hjælpe forskere med at besvare det ældgamle spørgsmål, "Er der liv derude?" I øjeblikket under opførelse og på banen til at blive operationelt tidligt næste årti, kæmpen Magellan Telescope (GMT) har presset forskere til at innovere og skabe ny teknologi i deres søgen efter at se de svageste og fjerneste objekter i universet.
Til placering af teleskopet valgte forskere Las Campanas Observatorium, der ligger i et område uden lysforurening og klart vejr i mere end 300 dage om året i gennemsnit. Et konsortium af ti universiteter og forskningscentre, herunder Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, flikker ind for at dække teleskopets prismærke på 1 milliard dollar. (Efter afslutningen vil dets årlige driftsbudget være på $ 36 millioner.)
”Udfordringen med at bygge dette teleskop er, at vi ville have et meget stort primært spejl, ” siger Charles Alcock, direktør for Harvard-Smithsonian Center. ”Årsagerne til, at disse spejle skal være store, er fordi vi leder efter objekter, der er meget svage.” Meget stor er en underdrivelse; hvorimod Hubble-rumteleskopets primære spejl er otte fod i diameter, vil GMT-værdien måle mere end firs fod. Ved ti gange Hubbles diameter vil den også lave billeder af ting som fjerne planeter, der passerer ti stjerner så skarpe foran stjerner. Når det er afsluttet, vil GMT's kabinet være 22 etager højt og omfatte et område på størrelse med tre fodboldbaner.
At opbygge disse enorme spejle sker mere end 7.000 miles fra Chile på Steward Observatory Mirror Lab, der ligger under fodboldstadionet ved University of Arizona. Under ledelse af astronomiprofessor J. Roger P. Angel er et team spin, der støber GMT's lette honningkamspejle, opkaldt efter deres mønstrede udseende. De fleste teleskoper indeholder to spejle, men Angel og hans team bruger syv. Det primære spejl vil indeholde syv individuelle glasstykker, der hver vejer 20 tons. Seks buede ydre spejle vil omringe det primære, hvilket skaber det, som Alcock fra Harvard-Smithsonian Center beskriver som "en unik form i historien om præcisionsspejldesign." De syv spejle samles som en mosaik og fungerer som et stort spejl med et enkelt fokus.
Når teleskoper bliver større, skal spejle også. Angel besluttede at gøre det til sin mission, fordi han siger, ”Glasfremstillingsvirksomheden havde overhovedet ikke taget fat på det.” Designe disse spejle fandt sted i flere årtier og har gjort GMT muligt. Angel siger, at hvis hans fremmede kolleger bruger teleskoper til at observere Jorden, "kan jeg godt forestille mig, at de bruger spejle, der ligner os."
Honningkrumsspejlet er den essentielle teknologi bag superteleskopene, der fører forskere længere end nogensinde før. Det store binokulære teleskop i Arizona, der blev dedikeret i 2004, bruger honningkombespejle, ligesom Multiple Mirror Telescope (MMT), også i Arizona. MMT startede i 1970'erne, og Angel udstyrede det med et nyt spejl i 1992. Forskere foretrækker disse spejle, fordi de har en tendens til at køle om natten, i modsætning til andre typer, der forbliver varme og forårsager skinnende effekter, der ødelægger billeder.
Efter seks års teknologisk innovation afsluttede Angel's lab GMT's første spejl i 2012. Holdet har nu fire spejle i forskellige udviklingsstadier, med så mange som 30 personer, der arbejder på hver enkelt. ”Den største udfordring [er] at være helt sikker på, at vi har det rigtigt, når det er en så vanskelig form, ” siger Angel. Fra Arizona rejser de færdige spejle ad motorvejen - en faktor, der begrænsede deres størrelse - til en båd, der kører mod Chile. Angel venter på færdiggørelse og testning af det andet spejl, inden forsendelserne starter.
”Giant Magellan-teleskopet er ret interessant, fordi det sandsynligvis mere end noget andet teleskop, vi nogensinde har bygget, virkelig er baseret på moderne teknologi, ” sagde astrofysiker og Nobelprisvinderen 2011 Brian Schmidt ved en Smithsonian-begivenhed tidligere i denne måned. ”Det har lasere, det har dette tilpasningsbare optiksystem. Det har alt dette bygget sammen. ”Schmidt er på fakultetet ved Australian National University, en del af GMT-konsortiet.
Schmidt og de andre forskere har store forhåbninger om, at det vil blive en succes at sætte GMT i drift. Heldigvis for dem, i modsætning til Hubble-rumteleskopet, har GMT fordelen ved at være jordbaseret, hvis der skulle opstå problemer langs linjen.
"Det virkelige trick er instrumenterne, " siger Andrea Dupree, en astrofysiker ved Harvard-Smithsonian Center. "Alt et teleskop gør er at samle lys og kaste det på et instrument, og det er her du gør de teknologiske fremskridt."
Med GMT vil forskere have nok lys til at fotografere fjerne planeter og måske endda lære om deres atmosfære. Hvis de opdager tegn på ilt, er det måske ikke langt fra at finde andre livsformer. Teleskopets enorme størrelse vil også give forskere mulighed for at lære om mørkt stof og besvare spørgsmål om hvornår og hvordan de første stjerner blev dannet. ”Evnen til at gå igennem og udforske de første stjerner, det er bestemt en af tingene, som jeg virkelig ønsker at gøre med det kæmpe magellan-teleskop, ” sagde Schmidt ved arrangementet.
Forskerne, der investerede i GMT's fremtid, er alle enige om, at det er svært at forudsige, hvilke slags spørgsmål om universet deres nye teknologi muligvis kan svare på. ”De mest spændende opdagelser bliver uventede, ” siger Dupree.
